车桥螺栓断裂分析报告
螺栓断裂分析报告
螺栓断裂分析报告(总9页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March高强度螺栓断裂分析曾振鹏(上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室，上海200030)摘要:采用断口分析、金相检验和硬度测定等方法，对高强度螺栓断裂原因进行了分析。
断口分析结果表明，断口平坦，呈放射状花样，微观形态主要为准解理花样，表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现，在断口附近还存在横向内裂纹，内裂纹的断口形态与断裂断口一样。
金相分析表明，材料棒中存在严重的中心碳偏析，而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。
关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓，在进行验收试验时发生断裂。
螺栓材料为35CrMoA，采用常规工艺生产，硬度要求为35～39HRC。
1 检验1.1 材料的化学成分用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析，分析结果(质量分数)列于表1。
从表1可以看出，材料的化学成分符合标准要求。
1.2 硬度测定硬度测定结果列于表2。
由表可见，螺栓材料硬度虽符合技术要求，但已接近上限。
1.3 材料的显微组织(1)在抛光态下，可见材料中含有较严重的夹杂物，其形态、分布见图1。
对照标准[2]，夹杂物级别为3～4级。
图1 夹杂物形态及分布状况100×图2 螺栓的显微组织280×4%硝酸酒精溶液侵蚀(2)显微组织见图2。
组织为回火马氏体+粒状贝氏体，并有少量铁素体。
从图2可明显看出，组织中存在严重偏析，出现回火马氏体和粒状贝氏体带，致使显微组织不均匀，而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。
对样品螺纹根部附近的组织进行了观察，未发现脱碳现象。
1.4 断口分析(1)图3a为断口的宏观形貌，断口较平坦，表面呈灰色，有明显的撕裂脊，呈放射状花样，放射线从中心向四周发射。
汽车连杆连接螺栓断裂失效分析
［ １ ］ 徐镇宇 ，邱宣怀．机械零 件 ［ Ｍ］ ．北京 ： 高 等教育 出版
社， ２ ０ ０ ７ ．
４ 结 语
本 文介 绍 了运 用 试 验 和数 理 统 计 方 法 ， 同时
［ ２ ］ 张琼敏．发动机缸盖螺栓拧 紧工艺研究 ［ Ｊ ］ ．汽车制造
谭 莹 莫 明珍 （ 广东出入境检验检疫局 ， 广州
５ １ ０ ６ ２ ３ ）
宋 贞桢 （ 中 联 重 工 科 技 发 展 有 限公 司 ， 长沙 ４ １ ０ ２ ０ ５ ）
【 摘要】 观分析、 断口Ｓ Ｅ Ｍ分析、 化学成
业， ２ ０ ０ ５ （ １ ０ ） ： １ ９ － ２ ２ ．
［ ３ ］ 谢立新 ，曾思智 ， 梁洪．试验确定发动机连杆螺栓合理 扭矩［ Ｊ ］ ．硅谷 ， ２ ０ １ １ （ ３ ） ： １ ５ ３ ．
结合物理验证完成 了缸体合箱工艺 的设计 ， 为类
似 的工 艺方 案设 计提 供 了新 的思路 和方 法 。
【 关键词 】 连杆 螺栓 失效分析 汽车
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ４ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ５
过程 中 ， 连接 连杆 体 和连 杆 盖 的螺 栓 发 生 了断 裂 。
０ 引 言
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ －
螺栓断裂原因分析及预防
螺栓断裂原因分析及预防摘要：本文通过对失效螺栓及同批次的零件进行理化分析和无损检测。
对断裂件进行了宏观、微观断口观察、金相组织检查、硬度、化学成分、破坏拉力等一系列试验，经分析找出螺栓失效原因，并提出预防措施。
关键词：螺栓断裂回火脆化螺栓作为飞机上重要的紧固件，其发生断裂危害较大。
我厂修理过程中使用的螺栓主要为M4、M5、M6、M8和M10等规格，然而在某产品装配和停放过程中，某批次30CrMnSiA M8的螺栓先后发生脆性断裂。
引起工厂高度重视，因为螺栓发生脆断，不论是氢脆断裂，还是热处理造成的脆性断裂大都与“批次性”问题有关，涉及数量多，危害大，组织专业人员对螺栓在装配过程中及装配一段时间后发生断裂的原因进行了分析，并对后续的预防工作，提出了建议和方案。
1 宏观、微观检查对断裂螺栓进行宏观观察：发现断裂位置接近于第一扣螺纹处见（图1）。
断裂处螺纹表面未发现有明显的机械接触痕迹，如压坑、啃刀、划伤等表面缺陷，也未发现热处理表面烧蚀痕迹、螺纹变形等现象，没有局部麻点、剥蚀等缺陷。
断裂螺栓螺纹牙底呈线性起源，放射棱线粗大，断口附近无明显宏观塑性变形，断口齐平，呈暗灰色，断面粗糙，具有金属光泽（图2）。
图1断裂螺栓图2螺栓断口图3 螺栓整体形貌对裂纹断口进行观察，断口特征呈现以沿晶为主＋韧窝的混合断裂形貌，且断口源区未见冶金和加工等产生的缺陷。
对同批次的螺栓抽样进行了磁粉检测，在螺纹的根部没有发现表面或近表面裂纹，对螺栓进行X射线检测，也没有发现内部缺陷。
同批螺栓见图3。
2 材质检验2.1成份分析抽取同批次的螺栓去掉镀层后制取化学粉末，采用碳、硫联合测定仪对碳、硫含量进行了检测，利用QSN750光谱仪对其它元素进行了检测，结果见(表1)，螺栓的化学成分符合技术要求，但含碳量较高。
表1 化学成份检测结果表2.2 金相分析在靠近断口位置切取金相试样，镶嵌、磨抛、腐蚀后，显微镜对试样进行组织观察，螺栓显微组织为较粗大的回火马氏体（图4）。
螺栓断裂分析报告
螺栓断裂分析报告一、引言螺栓是一种常见的连接元件，在机械设备和结构工程中得到广泛应用。
然而，螺栓在使用中可能会发生断裂，给机械设备和结构的安全运行带来隐患。
本报告旨在对螺栓断裂进行分析，并提供解决方案，以确保设备和结构的安全性。
二、螺栓断裂原因分析1.质量问题：螺栓断裂可能是由于螺栓本身存在质量问题所致，如材料强度不符合标准、制造工艺不良等。
为此，应关注螺栓的采购渠道和制造工艺，并严格按照相关标准进行选择和检测。
3.腐蚀问题：腐蚀是导致螺栓断裂的常见原因之一、在潮湿、酸性或碱性环境中，螺栓易受到腐蚀，使其材料的强度降低。
因此，在腐蚀环境中应选择抗腐蚀性能良好的螺栓材料，并进行定期维护保养。
4.紧固力不均匀：不正确的紧固力分布可能导致螺栓在负载过程中承受不均匀的力，从而引发断裂。
在安装过程中，应根据设备或结构的要求，采用正确的紧固力分布方案，并进行定期检查和调整。
三、螺栓断裂的解决方案1.优化选材：根据设备或结构的负荷、工作环境等要求，选择合适的螺栓材料。
关注材料的强度、韧性、抗腐蚀性等指标，并遵循标准进行选材。
2.合理设计螺栓连接：根据实际负荷情况和工作要求，合理选用螺栓的规格、数量和布置方式，并确保紧固力的均匀分布。
在设计过程中，可以借助有限元分析等工具来验证螺栓连接的安全性。
3.定期检查和维护：对于暴露在恶劣环境中的螺栓，应定期进行检查和维护，特别是针对腐蚀环境。
清洁螺栓表面，涂覆抗腐蚀涂层，必要时更换受损螺栓，以延长其使用寿命。
4.强化管理和培训：通过建立规范的螺栓管理制度和培训机制，提高操作人员的专业水平，加强螺栓使用和维护的知识宣传，以减少螺栓断裂的发生。
四、结论螺栓断裂是机械设备和结构工程中常见的问题，但可以通过合理选材、优化设计、定期维护和加强管理来减少其发生。
对于已经断裂的螺栓，应及时进行更换，并对其断裂原因进行调查分析，以避免类似问题再次发生。
通过以上措施的综合应用，能够提高螺栓连接的安全性和可靠性，保证设备和结构的正常运行。
汽车螺栓分析
强度螺栓断裂失效分析姓名：侯建宇专业班级：材控08-2学号：200801021053摘要：针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故，采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。
分析结果认为螺栓失效的原因有:(1) 螺纹成形时产生裂纹，螺栓因之而脆断；(2) 杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂；(3) 装配时扭矩过大，螺栓明显缩颈而断裂；(4) 原材料中心存在裂纹。
关键词：螺栓；裂纹；扭转；脱碳高强度螺栓是发动机紧固件中最重要的零件之一，如连杆螺栓、缸盖螺栓、主轴承盖螺栓，要求强度等级为10.9 级，有的甚至达12.9 级。
但在实际使用中，高强度螺栓( 简称螺栓) 断裂失效也时有发生。
笔者就发生在装配过程中的四起高强度螺栓断裂失效逐一进行分析。
1 195 连杆螺栓断裂失效分析195 连杆螺栓装配时断裂于螺纹处。
从断口上看，断口平直，无缩颈，几乎没有裂纹萌生区，全部为最后瞬断区。
零件供应商进行了失效分析，认为装配时连杆螺纹内夹入异物，阻碍了螺纹的拧紧，导致装配扭矩过大而断裂。
1.1断口分析由于断口表现出极大的脆性，如果是基于扭紧力矩过大而断裂，断口应表现出良好的塑性，因为拧紧时螺栓主要受扭转应力，而扭转试验的应力状态的柔性系数较大( 大于拉伸试验) ，材料易于塑性变形，而失效的螺栓并未表现出塑性。
另外，断裂源也不在齿根部，而是有所偏离。
1.2化学成分和显微组织分析螺栓材料牌号为40Cr钢，强度等级10.9级，硬度要求32〜38HRC金相组织要求1〜3级(JB/T8837-2000)。
经检验，螺栓化学成分(质量分数)符合GB/T3077-1988之规定，见表1。
显微组织为细的回火索氏体，按JB/T8837-2000评定为1级，其硬度值为34HRC和35HRC硬度和显微组织均符合技术条件规定。
经磁粉探伤未发现磁痕。
将螺栓从杆部与头部交接处纵向剖开，经金相制样、观察，结果在大部分螺纹的根部均有裂纹，即在断口附近和远离断口的螺纹处均存在裂纹，裂纹位置偏离“真正的”齿根部，裂纹的两侧无贫碳和脱碳，说明裂纹的形成与调质处理无关，见图 1 和图2。
螺栓断裂分析报告
高强度螺栓断裂分析曾振鹏(上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室，上海200030)摘要:采用断口分析、金相检验和硬度测定等方法，对高强度螺栓断裂原因进行了分析。
断口分析结果表明，断口平坦，呈放射状花样，微观形态主要为准解理花样，表明螺栓的断裂是脆性断裂;同时发现，在断口附近还存在横向内裂纹，内裂纹的断口形态与断裂断口一样。
金相分析表明，材料棒中存在严重的中心碳偏析，而中心碳偏析是引起断裂的主要原因。
关键词:高强度螺栓;准解理;横向内裂纹;中心碳偏析某厂生产的一批规格为M30×160mm的高强度大六角头螺栓，在进行验收试验时发生断裂。
螺栓材料为35CrMoA，采用常规工艺生产，硬度要求为35～39HRC。
1 检验1.1 材料的化学成分用VD25直读光谱仪进行了材料化学成分分析，分析结果(质量分数)列于表1。
从表1可以看出，材料的化学成分符合标准要求。
1.2 硬度测定硬度测定结果列于表2。
由表可见，螺栓材料硬度虽符合技术要求，但已接近上限。
1.3 材料的显微组织(1)在抛光态下，可见材料中含有较严重的夹杂物，其形态、分布见图1。
对照标准[2]，夹杂物级别为3～4级。
图1 夹杂物形态及分布状况100×图2 螺栓的显微组织280×4%硝酸酒精溶液侵蚀(2)显微组织见图2。
组织为回火马氏体+粒状贝氏体，并有少量铁素体。
从图2可明显看出，组织中存在严重偏析，出现回火马氏体和粒状贝氏体带，致使显微组织不均匀，而且在回火马氏体带中存在MnS夹杂。
对样品螺纹根部附近的组织进行了观察，未发现脱碳现象。
1.4 断口分析(1)图3a为断口的宏观形貌，断口较平坦，表面呈灰色，有明显的撕裂脊，呈放射状花样，放射线从中心向四周发射。
表明裂纹先在中心形成，然后向外扩展。
当裂纹扩展至整个横截面时，螺栓断裂。
图3 断口的宏观形貌图4 断口微观形貌(2)断口的微观形态基本上以准解理花样为主，还有一些二次裂纹，如图4所示。
车桥螺栓断裂分析报告
车桥螺栓断裂分析报告发表时间：2017-03-29T10:45:36.903Z 来源：《基层建设》2016年36期作者：汪剑[导读]江苏省特种设备安全监督检验研究院徐州分院江苏徐州 221007 某厂生产的重型机械在行进途中，所用车桥轮毂的紧固螺栓断裂，螺栓规格：M22×1.5，形状如图1所示。
断口形貌见图2。
螺栓材质为40Cr，螺栓所要达到的性能指标和具体工艺不详，应企业要求，现对其进行断裂失效分析。
1、化学成分分析经线切割后，在螺栓断面接近中心处取样，按照40Cr主要成分先进行了常规5元素（C,Si,Mn,S,P）及Cr,Mo两元素的化学分析，结果(质量分数) 及标准成分（GB/T3077-1999）对照表见表1。
40Cr为低合金调质钢，淬透性高于碳钢，油淬临界直径达17-30mm，水淬临界直径30mm以上。
经调质处理后具有良好的综合力学性能，常用于在交变载荷作用下工作的重要零件。
成分分析结果显示，该螺栓的化学成分符合40Cr钢标准成分要求。
2、断口宏观形貌分析螺栓断面与螺栓轴线垂直，断口表面经过清洗后发现（如图2所示），中间部分区域已经发生氧化，在断口上不能找到明显的放射线的汇集区域。
在断口的右侧存在明显的剪切唇，所以应该属于最后的断裂区域。
在断口左下侧存在平坦区域，因此判断此处为裂纹源的位置。
3、金相组织分析图3、图4为螺栓的金相照片，其组织为回火索氏体+铁素体，铁素体呈游离块状，分布不均。
组织中块状游离态铁素体的出现，主要是由于热处理加热过程中加热温度偏低或保温时间不足，也即热处理不充分，造成部分铁素体未能完全溶解于奥氏体，并在随后的冷却过程中保留下来。
这种游离态铁素体组织属淬火欠热组织，其硬度低，强度也低，大大降低了钢的使用性能，尤其是显著降低钢的冲击韧性。
另外，金相照片还发现不少黑点存在，初步判定为夹杂或者热处理过程中脱碳造成，确切的构成可以通过区域能谱分析进行进一步的确认。
汽车用u型螺栓断裂分析
汽车用u型螺栓断裂分析
汽车用u型螺栓断裂分析
1.断裂原因分析
汽车用u型螺栓断裂的原因可能有多种，主要有以下几种：
（1）材料缺陷：由于螺栓材料的质量不合格，或者在生产过程中出现缺陷，导致螺栓断裂。
（2）结构设计不合理：螺栓的结构设计不合理，使得螺栓在使用过程中受到过大的负荷，从而导致断裂。
（3）安装不当：螺栓安装不当，使得螺栓受到过大的负荷，从而导致断裂。
（4）使用不当：螺栓使用不当，使得螺栓受到过大的负荷，从而导致断裂。
2.断裂后的处理
（1）更换新的螺栓：如果螺栓断裂是由于材料缺陷或者结构设计不合理导致的，应该更换新的螺栓，以确保螺栓的安全性。
（2）检查安装：如果螺栓断裂是由于安装不当导致的，应该检查安装是否正确，以确保螺栓的安全性。
（3）检查使用：如果螺栓断裂是由于使用不当导致的，应该检查使用是否正确，以确保螺栓的安全性。
3.预防措施
（1）选择合格的螺栓材料：在选择螺栓材料时，应该选择合格的螺栓材料，以确保螺栓的安全性。
（2）合理的结构设计：在设计螺栓结构时，应该合理的设计，以确保螺栓的安全性。
（3）正确的安装：在安装螺栓时，应该正确的安装，以确保螺栓的安全性。
（4）正确的使用：在使用螺栓时，应该正确的使用，以确保螺栓的安全性。
桥梁螺栓疲劳断裂失效分析
桥梁螺栓疲劳断裂失效分析摘要：社会经济的快速发展，促使各领域的制造工艺和相关技术水平都有了极大的提升。
在提升技术的同时，企业对产品的可靠性也提出了更高的要求。
桥梁建造作为一项能够便捷人们出行的工程，其结构的稳定性和安全性对于整个工程的质量和社会效益有着极为重要的意义。
但是在实际的工程建造和维护中，不难发现，工作人员将主要的关注点放在了较大的部件上，而对于小部件，尤其是螺栓部件不重视，导致桥梁螺栓疲劳断裂失效。
因此，注重桥梁小部件的检查与维修，对桥梁螺栓疲劳断裂失效进行分析，对于社会的发展而言有着极为重要的意义。
本文基于疲劳断裂失效及断裂分析的重要性基础上，对缸盖螺栓的断裂失效原因进行分析，并提出了相应的优化措施。
关键词：桥梁螺栓；疲劳断裂；失效引言：自工业革命和改革开放以来，我国的工业得到了极大的发展，尤其是金属矿山开采、铁路建设、桥梁建造等领域，均获得了相当的进步。
在桥梁建造上，因为技术和工艺的革新，整体的建造水平呈现出向上的态势，但是在发展的同时，还存在着许多需要格外关注的问题。
如桥梁的疲劳断裂失效行为。
造成桥梁疲劳断裂的原因多种多样，最容易忽视的是螺栓疲劳断裂失效。
细节决定成败，即使对大部件进行完善的检查和维护，但是忽视小部件就会造成不可想象的后果。
一旦桥梁发生坍塌，不仅会造成极大的经济损失，还会严重威胁人们的生命安全。
因此，要想保证桥梁整体的安全性和稳定性，达到一个更高的运行质量，必须关注桥梁螺栓疲劳断裂情况，做好合适的检查和维修工作，作出合理的预防措施，从而有效减少事故的发生。
随着人们越来越高的，对产品的可靠性要求，疲劳断裂失效问题逐渐成为了各企业所关注的重点。
一、疲劳断裂失效及进行断裂分析的重要性疲劳断裂主要指的是因为在某个部位应力集中，或者是强度较低的部位出现裂纹，裂纹随后放大延展导致的断裂。
简单来说，疲劳断裂就是超出了材料的疲劳极限。
断裂一般可以分为两种类型，即延性断裂和脆性断裂。
螺栓断裂分析
螺栓断裂（螺栓头根部断裂，如果是单件估讣是应力集中的原因，断裂批量应是材料或热处理问题。
）
1.拧紧力矩过大（8.8级M8螺栓的介理拧紧力矩在18~23N.m）
2.螺栓根部设计不合理导致了应力集中
3.热处理没有达到要求，，导致硬度过髙，发生脆性断裂。
是否有回火脆性？螺纹处是否有
脱碳组织？
4.材料问题（8.8级螺栓的材质应该是40MnB或者是35CrMOA
5.电镀时如处理不当，容易导致氢的侵蚀，导致氢脆：氢脆断口的特征为：微观准解理面、微孔及韧性的
发丝。
（判断是否为氢脆有个最简单的办法：把样品表而水和油污淸洗干净，
烘干，倒一烧杯石蜡.加热到没有气泡冒出为止.然后把样品放入石蜡中，如果有气泡冒出就说明氢含址高）
6.枪未调好扭距，有冲击，岀现瞬间过载。
7.材料本身就有缺陷（螺栓头杆结合处有微裂纹。
螺栓断裂分析报告
螺栓断裂分析报告摘要：本报告针对螺栓断裂现象进行了详细的分析和研究。
通过对螺栓断裂的原因、影响以及防止措施的探讨，为相关行业的螺栓使用提供了重要的参考。
本报告基于理论分析与实际案例，对螺栓断裂的破坏机理进行了深入剖析，为预防螺栓断裂提供了有益的建议。
1. 引言螺栓断裂是制造行业普遍存在的问题，对设备和生产过程的正常运行产生了严重的影响。
因此，了解螺栓断裂的原因和预防方法对确保设备和工业机械的长期运行至关重要。
2. 螺栓断裂的原因螺栓断裂的主要原因可以归结为以下几点：2.1 载荷过大：超过螺栓设计承载能力的载荷会加剧螺栓的应力，导致螺栓断裂。
2.2 腐蚀和疲劳：螺栓在潮湿或酸碱环境中易受到腐蚀，长期使用和重复加载会引起螺栓疲劳，最终导致断裂。
2.3 不合适的材料选择：选择低强度或不符合工作环境需求的材料使用螺栓，容易导致断裂。
2.4 不当的安装和紧固：螺栓的安装和紧固过程如果不正确，会影响其承载能力，增加螺栓断裂的风险。
3. 螺栓断裂的影响3.1 安全问题：螺栓断裂可能导致设备或机械的故障，对人员和生产环境造成潜在的安全隐患。
3.2 生产中断：螺栓断裂会导致设备停机和生产中断，给企业带来经济损失和生产延误。
3.3 维修和更换成本：螺栓断裂需要进行维修和更换，企业需要承担额外的成本。
4. 螺栓断裂的预防措施4.1 正确的设计和选择：根据工作环境和载荷要求，合理设计和选择螺栓材料和规格。
4.2 适当的安装和紧固：严格按照安装规范进行螺栓的安装和紧固，确保螺栓能够承受设计载荷。
4.3 定期检测和维护：定期检查螺栓的状态，及时发现问题并采取措施修复或更换。
4.4 使用防腐措施：在潮湿或有腐蚀环境的场所使用螺栓时，应采取防腐措施，延长螺栓的使用寿命。
5. 结论通过对螺栓断裂现象进行分析和探讨，我们可以得出以下结论：5.1 正确的设计和选择对于防止螺栓断裂至关重要。
5.2 安装和紧固过程必须按照规范进行，以确保螺栓可以承受设计载荷。
螺栓断裂失效分析
项目 实测值 标准值
表2 拉伸试验结果
R eL/MPa 1193 ≥940
R m/MPa 1258 ≥1040
A （%） 12.0 ≥9
Z （%） 59.0 ≥48
12 2019年 第10期
热加工
M aterial Failure
材料缺陷
3098.1—2010要求；但其材料的 屈强比非常高，R eL/R m=0.948， 说明材料有较大的脆性。
某汽车零件加厂使用我公司 原材料SCM435制造螺栓，其制 造标准为GB/T5782—2016，力 学性能强度级别要求为12.9级。 加工工艺主要为：对原材料进行 酸洗→加工成螺栓→镀锌→装机 载重试验。在载重试验过程中螺
栓出现断裂。试验了4根螺栓， 其中两根出现了断裂。为了查明 螺栓断裂原因，防止造成严重后 果，笔者对其进行了失效分析。
图4 螺纹侧面边缘灰色区域组织形貌 （500×）
图5 螺栓心部显微组织形貌（500×）
图6 螺栓表面显微组织（500×）
项目 实测值 标准值
表3 显微硬度试验结果
（HV0.3）
表面（深灰色层）硬度
心部硬度
435、427、437
373、383、388
表面硬度≤心部硬度＋30HV；表面硬度≤390 HV0.3
2. 分析与讨论
断口宏观检验表明，断裂螺 栓断口及其周围未见缩颈现象， 螺栓断裂于螺纹根部，裂纹扩展 区存在放射放状花纹（断口部分 的95%以上）且较平整，最后断
裂区较小且存在剪切特征。 螺纹表面存在均匀分布的
较细组织，并且显微硬度也较心 部高，说明螺栓的螺纹表面有增 碳现象。螺栓基体显微组织为回 火索氏体+少量块状铁素体，属 于正常组织。在含有碳化物形成 元素的合金渗碳钢内，碳化物析 出的特点与碳素钢不同，合金钢 的渗碳层中碳化物通常不形成连
螺栓受力检测及断螺栓分析
螺栓受力检测及断裂分析目录一、现场螺栓断裂问题描述二、螺栓断裂可能原因分析及测试依据三、测试系统介绍及标定四、现场机组螺栓测试五、数据分析六、现场螺栓测试时发现的问题及注意事项七、螺栓断裂分析注意事项及案例分享二、螺栓断裂可能原因分析及测试依据1、螺栓断裂可能原因1.1螺栓质量问题现场更换过多批次螺栓，且将部分螺栓送检过，未发现螺栓质量存在问题，故此种可能情况基本可以排除。
1.2螺栓脆性断裂1）氢脆断裂的典型特征是纤维性断口，且断口比较平整，见图1。
根据现场查看螺栓断口特征，机组断裂螺栓亦不符合氢脆断裂。
2）螺栓疲劳断裂的典型特征是存在贝纹状疲劳线，沿着疲劳弧线发展的逆向，可以找到裂纹源，见图2，现场机组断裂螺栓符合这一特征。
图1 纤维性断口图2 贝纹性断口2、螺栓测试依据螺栓疲劳断裂主要与螺栓连接受载时的应力幅值有关，所以此次螺栓测试主要测试螺栓的应力幅值的变化。
应力幅：Fmax：机组工作时螺栓受到的最大拉力；Fmin：机组工作时螺栓受到的最小拉力；As ：螺纹公称应力截面积。
此次螺栓测试所携带设备，可将机组在工作时螺栓所受轴向拉力时时进行记录，从而得到机组工作时偏航轴承与底座联接螺栓的应力幅值。
通过螺栓频繁断裂机组螺栓应力幅值与未断裂机组螺栓应力幅值相比较，为后续仿真建模提供测试依据，找出螺栓断裂的真正原因。
1、测试系统组成（见图3）图3三、测试系统介绍及标定用户K值计算：用户K值计算的目的主要是确定力与应变间的对应关系。
HBM‐KMR拉力传感器灵敏度为1.7MV/V～2.3MV/V，取中间值为2mV/V，由于系统激励电压为2V，故该系统满量程为4mV。
1）满量程与电压对应关系：Ain=400KN/4mV=100KN/mV=0.1KN/μν。
2）无线应变节点的灵敏度F=1μν/με。
（注：无线应变节点可测量毫伏信号，但是显示的最小刻度值为με，而且系统给出了灵敏度F=1μν/με，所以需要转化为μν）3）此时传感器最小分辨电压能力为K0,K0=0.17481。
汽车后桥稳定杆螺断裂失效分析
汽车后桥稳定杆螺断裂失效分析第一作者：焦东风，合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司第二作者：金林奎，东莞市星仁杰金属材料科技有限公司来源：《金属加工（热加工）》杂志40Cr钢稳定杆螺栓，在汽车后桥上起到支撑稳定杆的作用，并以锁紧螺母将稳定杆固定。
稳定杆螺栓的加工工艺流程为：锯床下料→热加工锻造→调质处理→杆部搓丝→镀锌处理。
在服役过程中，稳定杆螺栓在锁紧螺母的作用下，产生一个拉伸的纵向应力。
随着工件的服役承载，稳定杆产生较强的牵引，螺栓受到向右的侧向拉应力。
整车试行过程中，螺栓的杆部发生早期失效断裂。
该螺栓的使用周期极短，持续时间不足24h。
断裂部位位于图示的A处，与杆部纵向近似垂直的横向断裂（见图1）。
1.宏观检测目测断口的左侧一半以上面积的区域色泽较浅，右侧部位的色泽较深。
断口宏观检测，图示左侧为同心圆的多条圆弧推进线，这是疲劳扩展的断口特征形貌，同心圆的圆心为疲劳源。
断口的右侧呈放射状快速断裂特征，右侧边缘的倾斜部位为终断区剪切唇（见图2）。
图1 螺栓断裂部位（实物）图2 螺栓失效断口（实物）3.化学分析断裂失效件截取样块进行化学成分检测，见表1。
表1 断裂件化学成分（质量分数）（%）40Cr C Si Mn Cr S P标准值0.37～0.45 0.17～0.37 0.50～0.80 0.80～1.10 ≤0.035≤0.035实测值0.37 0.18 0.66 0.97 0.008 0.0194.力学性能库存产品抽取3件进行力学性能试验检测，见表2。
表2 抽样力学性能检测要求抗拉强度≥1039.66N/mm2表面硬度32～39HRC 结论1#1141 37.4 合格2#1164 37.1 合格3#1149 37.2 合格5.金相检验用扫描电镜对断口进行检查，在裂纹源附近可见大量放射状条纹。
放射状条纹的收敛处，明显指出裂纹源位于稳定杆螺栓的表面。
工件的表面有许多断续分布的大小不一的凹槽及剥落坑，在裂纹源左侧有两块较大的并排分布的剥落坑，剥落坑的下面可见多源台阶条纹，这种多源台阶条纹属于应力集中的典型特征。
螺栓装车后断裂调查报告
螺栓装车后断裂调查报告
调查报告：
经过调查和分析，我们发现了以下原因导致螺栓在装车后断裂：
1. 螺栓质量问题：螺栓本身的质量可能存在问题，例如不符合规格、材料质量不良等，导致承受不了运输过程中的振动和冲击。
在检查螺栓断裂部位的时候，我们发现了明显的疲劳损伤的迹象，这正是螺栓质量问题的典型表现。
2. 装载方式不当：在装车的过程中，可能没有严格按照标准操作，导致螺栓承受了不正常的负载。
例如，螺栓的安装方向不正确、拧紧力度不足或过度、紧固点不平衡等等，这些问题都有可能导致螺栓在运输过程中断裂。
3. 运输路线和车速：在运输过程中，如果遇到了道路不平或者速度过快的情况，会给车辆和装载物体产生较大的冲击和振动，从而导致螺栓的损坏和断裂。
所以，我们需要选择平整的道路运输，严禁高速行驶和急转弯等操作，以减少对螺栓的损伤。
4. 检查不及时：在运输过程中，如果出现了任何异样的情况，如异响、异味等，都应尽快停车检查，并及时更换螺栓等零部件。
如果长时间忽略这些问题，就有可能导致零部件的进一步损坏和断裂，从而造成更大的损失。
基于以上原因，我们可以得出以下建议来避免类似的事故再次发生：
1. 选择优质的零部件，并严格按照规格要求进行安装和拧紧。
2. 加强安全培训和技能培训，提高员工操作能力和风险意识。
3. 选用优质的运输设备和合适的车速，同时选取平整的路线以减少振动和冲击。
4. 建立完善的检查机制，并及时更换老化的零部件，以确保车辆始终处于良好的状态，保障运输过程的安全、稳定和高效。
总的来说，针对这一事件，我们必须从多个角度加以分析，找出根本原因，并采取相应的措施，才能有效地避免类似事件的再次发生。
螺栓断裂断口分析
电机驱动
10
零件名称：焊接螺栓
材质： Q235
供应商： 无信息
2.初步实验结论：
对断口进行金相和扫描电镜观察，判断是一个应力腐蚀导致断裂的失效，是一个长期积累的过程。 金相观察发现，失效螺栓表面以及断口部分区域发生了较为严重的腐蚀。同时可以观察到断口面 裂纹由外部向内部扩展的现象，在应力（主要拉应力）和腐蚀的双重作用下，导致了焊接螺栓的 失效。
严重腐蚀痕迹，因此腐蚀已经长期存在于褐色区域。而白色区域对应的是断裂过程中新产生
的瞬断面。
2.断面可以发现很多裂纹，这是由于应力以及腐蚀对材料本身造成破坏形成的。属于典型的应
力腐蚀特征。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
生产问题材料失效分析-焊装一车间螺栓断裂问题分析
4.检验结果：
4.1金相结果-侧面
侧面长期接触磨损
结果分析： 1.螺栓断裂侧面，发现有亮银色金属光泽，同时表面相对平整，判断此处处于长期的硬接触磨 损面。很有可能因为磨损导致此处原有的表防性能，力学性能下降，在此处发生腐蚀最容易 入侵螺栓内部，造成最终实效。 2.侧面可以观察到肉眼可见裂纹。
结果分析： 1.断口腐蚀区域的成分（左图）。主要的成分是的Fe的氧化物，即Fe的腐蚀产物。
2.断口瞬断区域的成分（右图）。主要成分为Fe，此处未发生氧化腐蚀。
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生产问题材料失效分析-焊装一车间螺栓断裂问题分析
4.检验结果：
4.4表面腐蚀观察
2.断裂起源：由外向内的应力腐蚀
未腐蚀区域 X10倍
腐蚀区域 X10倍
生产问题材料失效分析-螺栓断裂问题分析
螺栓断裂分析
1
生产问题材料失效分析-螺栓断裂问题分析
1.问题描述：
车桥断裂分析
车桥断裂分析
摘要：某车桥厂配套生产后车桥。在整车试车时，后车桥发生横向断裂。车桥的本体材料为
BG440QK，其两端与套管通过焊接相连。为了减小焊缝处的工作应力，在车桥受力侧的焊缝
中附近，叠附上一块弧形钢板，钢板的材料也为 BG440QK，两端用二氧化碳气体保护焊在后车 桥上，焊丝材料为 ER50-6。对断裂的车桥进行了宏观分析和金相检验，结果表明，1. 后车 桥断裂属于多源疲劳断裂。2.疲劳源位于叠附钢板的焊点附近，与焊点相对应。3.焊点附近 国 存在焊接冷裂纹，并且存在明显的应力集中，是造成车桥早期开裂的主要原因。 关键词：车桥；横向断裂；多源疲劳断裂；焊接冷裂纹；应力集中 材料种类/牌号：钢/BG440QK，焊丝/ER50-6 应 概述 某车桥厂配套生产后车桥。在整车试车时，后车桥发生横向断裂。车桥的本体材料为 BG440QK，其两端与套管通过焊接相连。为了减小焊缝处的工作应力，在车桥受力侧的焊缝 急 附近，叠附上一块弧形钢板，钢板的材料也为 BG440QK，两端用二氧化碳气体保护焊在后车 桥上，焊丝材料为 ER50-6。对车桥开裂的原因进行了分析。 测试过程与结果
中
国图 7 焊点附近的金相组织
讨论
图 8 图 7 裂纹附近的放大像
应 宏观检查说明车桥的断裂为疲劳断裂，而不是过载引起的一次性断裂，这与车桥所受的
载荷是一致的。汽车试车时要在不同的路况行驶，显然车桥受到的载荷是往复变化的，在交 变载荷（即疲劳载荷）的作用下，在实际受力最大的部位（或最薄弱的部位），裂纹萌生并
析 另外，叠附钢板是通过少数几个焊点连接在车桥上的，在焊点之间，钢板与车桥是不能
传递作用力的。由于叠附钢板的存在，使车桥局部的刚度增大，车桥在承载时的变形产生不 协调，这实际上在焊点处造成了明显的应力集中，明显增加了焊点处的实际工作应力。断口
轿车车轮固定螺栓断裂原因及工艺探析
10.16638/ki.1671-7988.2018.21.079轿车车轮固定螺栓断裂原因及工艺探析邹兵凤（江西江铃底盘股份有限公司，江西抚州344000）摘要：轿车车轮是汽车轮毂和车桥连接的连接件，对于汽车行驶的安全性具有重要的保障作用。
固定螺栓断裂是影响生产和经营的主要问题，容易导致汽车产品的报废、返工。
因而控制类似的质量问题也是汽车企业工作的重点。
文章也将围绕轿车车轮固定螺栓的断裂原因展开分析，针对性地探究工艺保障方案。
关键词：轿车车轮；固定螺栓断裂；原因；工艺中图分类号：U466 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)21-232-03Analysis on the Fracture Causes and Technology of Car Wheel Fixed BoltZou Bingfeng( Jiangxi Jiangling Dipan Co., Ltd., Jiangxi Fuzhou 344000 )Abstract: The car wheel is the connecting part of the car hub and the bridge, which is very important to the safety of the car. Fracture of fixed bolt is the main problem that affects production and operation, which can easily lead to scrapping and reworking of automobile products. Therefore, controlling similar quality issues is also the focus of the work of automotive companies. The paper will also analyze the causes of the breakage of the car wheel fixing bolt, and explore the process guarantee scheme.Keywords: car wheels; Fracture of fixing bolts; Reasons; technologyCLC NO.: U466 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)21-232-03引言汽车螺栓类零部件断裂失效问题是零部件故障中的主要组成部分，产生的危害程度也比较严重。
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车桥螺栓断裂分析报告
某厂生产的重型机械在行进途中，所用车桥轮毂的紧固螺栓断裂，螺栓规格：M22×1.5，形
状如图1所示。
断口形貌见图2。
螺栓材质为40Cr，螺栓所要达到的性能指标和具体工艺不详，应企业要求，现对其进行断裂
失效分析。
1、化学成分分析
经线切割后，在螺栓断面接近中心处取样，按照40Cr主要成分先进行了常规5元素
（C,Si,Mn,S,P）及Cr,Mo两元素的化学分析，结果(质量分数) 及标准成分（GB/T3077-1999）
对照表见表1。
40Cr为低合金调质钢，淬透性高于碳钢，油淬临界直径达17-30mm，水淬临界直径30mm
以上。
经调质处理后具有良好的综合力学性能，常用于在交变载荷作用下工作的重要零件。
成分分析结果显示，该螺栓的化学成分符合40Cr钢标准成分要求。
2、断口宏观形貌分析
螺栓断面与螺栓轴线垂直，断口表面经过清洗后发现（如图2所示），中间部分区域已经发
生氧化，在断口上不能找到明显的放射线的汇集区域。
在断口的右侧存在明显的剪切唇，所
以应该属于最后的断裂区域。
在断口左下侧存在平坦区域，因此判断此处为裂纹源的位置。
3、金相组织分析
图3、图4为螺栓的金相照片，其组织为回火索氏体+铁素体，铁素体呈游离块状，分布不均。
组织中块状游离态铁素体的出现，主要是由于热处理加热过程中加热温度偏低或保温时间不足，也即热处理不充分，造成部分铁素体未能完全溶解于奥氏体，并在随后的冷却过程中保
留下来。
这种游离态铁素体组织属淬火欠热组织，其硬度低，强度也低，大大降低了钢的使
用性能，尤其是显著降低钢的冲击韧性。
另外，金相照片还发现不少黑点存在，初步判定为夹杂或者热处理过程中脱碳造成，确切的
构成可以通过区域能谱分析进行进一步的确认。
但是不管是夹杂还是石墨，都会在一定程度
上割裂基体，减少承载面，降低材料力学性能，有时甚至会成为裂纹萌生源，继而不断扩展
而最终完全断裂。
平均312/30.3315/30.7335/32.7344/34.0
根据“GB/T 3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱”要求，M22×1.5对应于10.9级规定，维氏硬度在HV320-380之间，最小拉力载荷346000N，保证载荷376000N，国标规定表
面硬度允许高于芯部硬度，其最大差值为30个维氏硬度值（螺栓表面没有渗碳处理的情况）。
表1硬度测试结果表明，螺栓表面没有渗碳处理的前提下，表面与芯部的硬度差值分别为23
和32个维氏硬度值，基本符合GB/T 3098.1-2010中10.9级螺栓标准要求，但是心部及1/2R
处显微硬度已经低于国标要求的下限值HV320，也即此螺栓强度偏低。
5、扫描电镜、能谱分析
扫描电镜结果见图5所示，能谱分析结果见图6所示。
（1）从SEM照片中发现，试样中部区域存在明显的解理台阶，为解理断裂，边缘则出现剪切唇，因此综合判定为准解理断裂，属于脆性断裂。
（2）在SEM下没有观察到明显的疲劳条纹，说明零件服役时所受的交变载荷作用不大，疲劳断裂作用不明显。
（3）扫描电镜发现试样中含有夹杂物（如图5所示），经能谱仪对该夹杂物进行元素扫描后发现其中含有Ca、O元素（如图6所示），初步判定为CaO之类的夹杂。
（4）SEM发现，材料内部存在大量微小裂纹，且主要存在于夹杂物附近。
在交变载荷的作用下，这些微小裂纹连接并扩展，最后导致断裂。
6、结论与建议
（1）SEM及能谱分析显示，原材料中存在夹杂，且在夹杂物附近发现大量微小裂纹，即夹杂形成裂纹萌生源，在材料综合性能下降的情况下，裂纹不断扩展而最终完全断裂。
（2）该螺栓热处理不足，造成钢中存在块状游离铁素体，从而使钢材综合性能尤其是冲击韧性下降，也加快了螺栓断裂。
（3）由于没能提供详细的螺栓技术要求及标准等级，这里仅以根据“GB/T 3098.1-2010之10.9级规定做比较，该螺栓心部附近显微硬度值低于国标要求的下限值HV320，螺栓强度整体偏低。
（4）建议追踪同批次螺栓去向，做好更换工作，以免造成更多损失，同时在今后要加强原材料冶金质量的监督抽查，加强并确保材料热处理工艺的正确执行，有必要螺栓产品分批次进行质量抽查（可第三方抽查）。